int X = a-b;
int d = Math.Abs(X);
我相当确定.NET不会进行内联。那么，我应该使用if()吗？还是有其他不太为人知的诀窍？
快速整数绝对值函数
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- Daniel Mošmondor
2
4.NET框架确实进行内联优化。甚至有一种方法可以防止某个方法被内联：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.runtime.compilerservices.methodimploptions.aspx - Mike Dour
顺便提一下，我没有提到，我的X在0-255范围内，所以为了更好的效果，我可能可以使用查找表，只浪费510个字节，或者如果我想要更规范，就是510x4（整数表）。另外，是否有一个StackExchange网站专门用于“请优化这几行代码”，除了codereview.se.com？ - Daniel Mošmondor
10个回答
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我进行了一些性能测试，以找出是否可以使用标准 Math.Abs 以外的东西来节省时间。
执行这些测试共计 20 亿次（其中 i 的取值范围为 -1000000000 到 +1000000000，因此不会发生溢出），其结果如下：
Math.Abs(i) 5839 ms Factor 1
i > 0 ? i : -i 6395 ms Factor 1.09
(i + (i >> 31)) ^ (i >> 31) 5053 ms Factor 0.86
（这些数字在不同的运行中略有变化）
基本上，你可以比使用 Math.Abs 得到微小的提高，但没有什么惊人之处。
使用位操作技巧可以缩短 Math.Abs 所需的时间，但可读性会严重受损。
使用简单分支可能反而更慢。总体而言，在我看来不值得。
所有测试都在 32 位操作系统、Net 4.0、VS 2010、发布模式下运行，未附加调试器。
以下是实际代码：
class Program
{
public static int x; // public static field.
// this way the JITer will not assume that it is
// never used and optimize the wholeloop away
static void Main()
{
// warm up
for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
{
x = Math.Abs(i);
}
// start measuring
Stopwatch watch = Stopwatch.StartNew();
for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
{
x = Math.Abs(i);
}
Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);
// warm up
for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
{
x = i > 0 ? i : -i;
}
// start measuring
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
{
x = i > 0 ? i : -i;
}
Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);
// warm up
for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
{
x = (i + (i >> 31)) ^ (i >> 31);
}
// start measuring
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int i = -1000000000; i < 1000000000; i++)
{
x = (i + (i >> 31)) ^ (i >> 31);
}
Console.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);
Console.ReadLine();
}
}
- HugoRune
6
2点赞，因为您实际执行了基准测试并提供了相关的基准测试环境细节。 - Special Sauce
1我刚刚测试过，结果如下：.NET 4.5.2 32位：5224、3759、3782。 - Furkan Gözükara
2在 x64 上：5764
4191
4026 - Furkan Gözükara
我的结果也与MonsterMMORPG相似。 - Chaitanya Gadkari
2Ryzen 3800X，dotnet core 3.1：855，1407，950。 - joe
Windows，Ryzen 3600
.Net Core 3.1
x64: 861、961、972;
x86: 858、962、969;
.Net 5
x64: 963、1438、959;
x86: 958、957、1436;
.Net Framework 4.8
x64: 2155、967、967;
x86: 2154、959、959;
结果是5次运行的平均值。
结论：只需使用
Math.Abs 函数，除非您在 .Net Framework 上，在这种情况下，请使用其他任一选项（我将使用第二个选项）。 - Guiorgy18
JIT在某些情况下会执行内联。我不知道它是否会将 Math.Abs 内联，但您是否已经验证这是否实际上对您造成了性能问题？在您确定需要进行微小优化之前，请勿进行微观优化，然后测量类似以下内容的性能增益：
int d = X > 0 ? X : -X;
正如Anthony所指出的，上述方法在int.MinValue时通常无法运行，因为-int.MinValue == int.MinValue，而Math.Abs会抛出OverflowException异常。您还可以在纯C#代码中使用checked算术来强制执行此操作：
int d = X > 0 ? X : checked(-X);
- Jon Skeet
9
3那些干扰的最小值！ - Anthony Pegram
3
checked(-X) - 很好。没想到。 - manojlds@Voo：是的，我也这样期望。不过，在没有检查之前，我不喜欢对这种事情做出明确的说法 :) - Jon Skeet
3在我的电脑上，当我遍历范围为
[Int32.MinValue +1, Int32.MaxValue - 1]的所有整数值时，比起Math.Abs函数，第一个表达式要快8倍。但是当我对-x使用checked时，对于完整的循环（包括正数和负数），加速只有4倍。当然，这取决于替换的Abs函数需要多么通用，但鉴于checked添加了相当多的开销，以确保对Int32.MinValue的一致处理，放弃在大多数情况下使用checked可能是值得的。 - Anders Gustafsson刚测试了一下，已检查和未检查的相等。它们比math.abs更快。 - Furkan Gözükara
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7
就算它的价值不高，32位带符号数采用2补码格式的绝对值通常是这样实现的：
abs(x) = (x^(x>>31))-(x>>31)
- Adam Smith
5
啊，我怀疑这个。在Java中肯定不是这样实现的，而且由于在.NET中abs()类对于-2^31会抛出异常，所以那个技巧也行不通。 - Voo
您说得没错，如果没有任何范围或错误检查，.NET肯定不会以这种方式实现它，也不会有任何强大的数学库。但是，就像许多库调用一样，如果您知道不需要范围检查，可能可以编写执行更快的代码。 - Adam Smith
你的答案是真正正确的——如何编写快速的绝对值函数。而且这是最后一个。有一天我在寻找这个答案时，从“大师”或当地大学（比如Hans Passant和Little Jon）那里得到了很多废话……看来精英主义也不起作用。 - Boppity Bop
2由另一个宇宙大师申请专利：http://www.patentgenius.com/patent/6073150.html - Hans Passant
2"(x + (x >> 31)) ^ (x >> 31)" 这个表达式同样有效，而且没有被专利保护（尽管在法庭上专利可能无效）。请查看此页面上的评论：http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#IntegerAbs - Leo
3
我只是查看是否小于零并乘以-1。
int d = (X < 0) ? (-X) : X;
- manojlds
2
3这将会与
Math.Abs 稍有不同。请参见：int.MinValue。 - Anthony Pegram@Anthony Pegram - 注意了。我试图实现 Java 中的 Abs :) - manojlds
2
请参考http://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#IntegerAbs，了解如何在不使用分支的情况下计算绝对值。
虽然.Net支持内联，但我怀疑编译器不会将Math.Abs()视为内联候选。以下是int重载的实现，由Reflector提供。
public static int Abs(int value)
{
if (value >= 0)
{
return value;
}
return AbsHelper(value);
}
private static int AbsHelper(int value)
{
if (value == -2147483648)
{
throw new OverflowException(Environment.GetResourceString("Overflow_NegateTwosCompNum"));
}
return -value;
}
其他整数类型的重载函数类似。对于 float 和 double 的重载是外部调用，而 decimal 的重载使用自己的实现方式，构造一个新的实例。糟糕！
- Nicholas Carey
2
如果你想要真正的性能，请尝试这个：
int result = source & 0x7FFFFFFF;
它通过使用位AND运算符（'&'）并过滤掉符号位来工作，保留其余部分不变。
0x7FFFFFFF是（1<<31）的十六进制值，适用于int32（默认int）
有关位操作的更多信息，请访问此处：
https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/operators/bitwise-and-shift-operators
我在这个和其他函数中的时间如下（ryzen 3900x）：
Math.Abs(i): 2224ms
i>0?i:-1 : 958ms
(i+(i>>31))^(i>>31): 953ms
i&0x7FFFFFFF: 486ms
- Patryk Wargacki
1
C# 支持内联 Math.Abs。下面的代码是可行的：
int x = 12;
int y = 17;
int z = Math.Abs(x - y);
Console.WriteLine(z); //outputs 5
- AllenG
1
4可以正常运行，但这并不能证明
Abs函数调用被内联化了。 - LukeH1
C＃内联了Math.Abs()，这是C＃和汇编代码（使用在线工具SharpLab生成）的Math.Abs：
C＃：
public int test(int n){
return Math.Abs(n);
}
汇编语言：
L0000: push ebp
L0001: mov ebp, esp
L0003: test edx, edx
L0005: jge L000d
L0007: neg edx
L0009: test edx, edx
L000b: jl L0011
L000d: mov eax, edx
L000f: pop ebp
L0010: ret
L0011: call System.Math.ThrowAbsOverflow()
L0016: int3
- potato
0
如果你知道这是一个最小化问题的差异，那么可以使用：a<b?b-a:a-b
- Wouter
0
计算数学上的x的绝对值很简单：
sqrt(x^2)
- Imk0tter
网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的可以查看英文原文，
原文链接
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